Speichernetze im Mainframe-Umfeld: Von ESCON zu FICON

Mainframes haben unverändert eine eminente Bedeutung in den Rechenzentren etwa von Banken, Versicherungen und großen Industrieunternehmen. Speichernetze waren dort schon ein alter Hut, als sie unter dem Stichwort SAN bei Open Systems als das Nonplusultra gefeiert wurden. Die zugrunde liegende Technologie – Escon – ist freilich in die Jahre gekommen. Befruchtet – nicht zuletzt von der im Open-Systems-Bereich dominierenden Fibre-Channel-Technologie – wurde mit Ficon ein neues Kommunikationsprotokoll entwickelt, das nun bereit steht, Escon abzulösen. Was die Fibre Channel Arbitrated Loop-Technologie (FC-AL) für SAN-Konfigurationen in Open-Systems-Umgebungen darstellt, war für lange Jahre Escon (Enterprise Systems Connection) in der Mainframe-Welt: In den frühen 1990er Jahren von IBM entwickelt und auf den Markt gebracht, hat sich die Escon-Technologie als Standard in den meisten Rechenzentren weltweit durchgesetzt. Basierend auf Glasfaserkabeln und auf Escon-Directors genannten Switching-Komponenten diente sie der Verbindung von S/390-Mainframes (und Kompatiblen) untereinander und der Anbindung von Storage-Einheiten, lokalen Workstations und anderen Devices über so genannte Channels.

Als Nachfolge-Technologie setzt im Mainframe-Bereich mittlerweile Ficon (Fiber Connectivity) an, Escon abzulösen. Die Escon-Technologie ist inzwischen doch sehr bejahrt und kann die steigenden Anforderungen in den Rechenzentren der Unternehmen oft nicht mehr erfüllen. Die Ficon-Technologie verspricht für die Anwender eine Reihe von Verbesserungen und Erleichterungen. Da sich pro Kanal je nach konkretem Umfeld vier- bis achtmal, manchmal noch mehr Geräte konsolidieren lassen, als das mit der Escon-Technologie möglich war, kommt es durch die Zusammenfassung der zahlreichen Escon-Channels zu einer dramatischen Vereinfachung im Aufbau und beim Management von SAN-Fabrics. Mit der Verminderung der Channels geht eine Reduzierung der Verbindungen einher. Das bedeutet auch eine Verringerung des Aufwands und der Kosten für die Überwachung von Kabeln.

Auch in anderer Hinsicht bedeutet die Migration von Escon zu Ficon eine erhebliche Vereinfachung des System-Managements. Mit System Automation für OS/390 und zSeries 900 Server bietet IBM für Ficon-Umgebungen eine Lösung an, die dem Anwender einen Single Point of Control zur Verfügung stellt und ein zentrales, proaktives Connectivity-Management in aktiven I/O-Konfigurationen erlaubt.

Ficon bietet eine höhere Performance und ermöglicht durch eine verbesserte Netzwerk-Performance über größere Distanzen höhere Flexibilität beim Aufbau von Netzen. Während Escon im Half-Duplex-Modus eine maximale Channel-Link-Geschwindigkeit von 17 MBit pro Sekunde über Entfernungen bis zu drei Kilometern erreicht, realisiert Ficon mit Full-Duplex 100 MBit und 20 Kilometer. Mit Hilfe von zwischengeschalteten Repeatern lassen sich die Distanzen zwar noch wesentlich steigern. Trotzdem aber vermindert sich die Leistung von Escon-Channels schon nach neun Kilometern spürbar, während Ficon auch über eine Entfernung von rund 100 Kilometern eine annähernd konstante Leistung erbringt.

Ficon verfügt über einen so genannten Mapping Layer, der auf dem ANSI Fibre Channel-Physical and Signaling Interface (FC-PH) basiert, das die Signale, die Verkabelung und die Übertragungsgeschwindigkeiten spezifiziert. Das heißt nichts anderes, als dass Ficon und Fibre Channel problemlos miteinander kommunizieren können. Unternehmen benötigen deshalb für ihre Fabrics im Mainframe-Bereich keine dezidierten Escon Directors mehr, sondern können diese mit Standard Fibre Channel-Komponenten aufbauen. „Bei der Verwendung von Directors der 6000er-Serie von McDATA ist es dank der gemeinsamen Architektur von Ficon und Fibre Channel sogar möglich, die selbe Hardware-Plattform zusammen sowohl in Mainframes als auch in Open SANs unter Windows NT und Unix einzusetzen“, erklärt Richard Search, Vice President Marketing bei McDATA. „Das spart ebenso wie die Verminderung der benötigten Verkabelung erhebliche Investitionskosten und bedeutet erhöhten Investitionsschutz.“

Aufgrund der technischen, finanziellen und administrativen Vorteile der neuen Technologie werden viele Unternehmen ihre Mainframes von Escon auf Ficon upgraden. Nach Schätzungen sind weltweit derzeit rund eine Million Escon-Ports installiert, die sich für eine solche Aufrüstung eignen. Allerdings ist nicht zu erwarten, dass alle tatsächlich auch durch Ficon-Ports ersetzt werden. Es gibt zahlreiche Installationen, in denen Escon den Anforderungen heute und in absehbarer Zukunft genügen können wird. Trotzdem dürfte der Bedarf an Lösungen für die Migration auf Ficon gewaltig sein.

Es gibt derzeit nur zwei Anbieter, die Escon-Nutzern Ficon-Connectivity anbieten können. Gegenüber seinem Wettbewerber hat McDATA, der Weltmarktführer bei Fibre Channel Directors, in verschiedener Hinsicht gewaltige Wettbewerbsvorteile. Da ist zunächst die installierte Escon-Basis, die weltweit insgesamt zu 94 Prozent auf McDATA Directors basiert. Auch in den Speichernetzwerken der Fortune 100-Unternehmen dominiert der Hersteller mit einem Anteil von mehr als 80 Prozent. Noch überwältigender ist die Dominanz, wenn man Speichernetzwerke für Mainframe- und Open-Systems-Umgebungen zusammen nimmt, bei denen etwa 96 Prozent aller Directors von McDATA hergestellt wurden. Dazu kommt, dass das Unternehmen in diesem Bereich kein Newcomer ist, sondern als Pionier der Director-Technologie über mehr als ein Jahrzehnt Erfahrung mit High-End-Produkten in diesem Bereich verfügt. „McDATA hat schon 1994 den ersten Escon-Director für IBM ausgeliefert“, so Search. „Die aktuelle 6000er-Serie repräsentiert bereits die fünfte Generation von Backbone Directors von McDATA.“

Seine marktführende Position verdankt das Unternehmen vor allem dem weiten technischen Vorsprung seiner Directors vor dem Wettbewerb. Ein wichtiges Alleinstellungsmerkmal ist das Any-to-Any Non-Blocking-Design der Geräte, das sicherstellt, dass an jedem Port – unabhängig vom Traffic an den anderen Ports – die volle Bandbreite zur Verfügung steht. Dazu kommen die volle Redundanz aller kritischen Komponenten, automatisches Failover und die Möglichkeit, kritische Komponenten unterbrechungsfrei auszutauschen, aufgrund derer McDATA eine Verfügbarkeit von 99,999 Prozent garantieren kann: Das entspricht einer theoretischen Ausfallzeit von nur fünf Minuten im Jahr. Weitere Pluspunkte sind die Multiprotokoll-Fähigkeit, die automatische Fehlersuche und die Card-Level Upgrade-Möglichkeit auf bis zu 2 und sogar 10 GBit pro Sekunde, ohne das Chassis auszutauschen.

Um Anwendern den Umstieg von Escon auf Ficon zu erleichtern, bietet McDATA gemeinsam mit IBM seit neuestem mit dem Ficon Management Server eine Software-Lösung an, die ein In-Band-Management von Directors der 6000er-Serie durch System Automation für OS/390 und zSeries 900 Server erlaubt. Dadurch ist eine übergreifende und automatisierte Steuerung von Ficon- und Escon-Speichernetzwerken über eine zentrale Management-Konsole, die auf dem Host liegende System Automation-Software, möglich. Die Ficon Management Server-Software bietet die gesamte Palette an Management-Funktionen des Enterprise Fabric Connectivity Managers (EFCM) von McDATA, arbeitet allerdings im Hintergrund. Dadurch können die Mainframe-Kunden von IBM, die einen Director der 6000er-Serie von McDATA installiert haben, über eine zentrale Steuerungseinheit mit allen Möglichkeiten eines proaktiven Managements verfügen, die voll in eine vorhandene Escon/Ficon-Umgebung integriert ist. Die McDATA Directors bieten Ficon-Unterstützung für die IBM Mainframes, die Storage-Subsysteme ESS ‚Shark‘ und die Magstar 3590 A60 Tape Controller.